Diseño y construcción de un tablero práctico para controlar de forma manual o automática del encendido de luminarias para un parqueadero

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(1)ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL. ESCUELA DE FORMACIÓN DE TECNÓLOGOS. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN TABLERO PRÁCTICO PARA CONTROLAR DE FORMA MANUAL O AUTOMÁTICA DEL ENCENDIDO DE LUMINARIAS PARA UN PARQUEADERO.. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA. HENRRY DAVID QUISHPE QUISHPE Email: [email protected]. DIRECTOR DEL PROYECTO: ING. PEDRO ESTRELLA Email: [email protected]. Quito, Septiembre, 2013.

(2) I. DECLARACIÓN. Yo, Henrry David Quishpe Quishpe, declaro bajo juramento que el trabajo aquí escrito es de mi autoría, el mismo que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional, y que he consultado las referencias bibliográficas las mismas que están expuestas en el presente documento. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes al presente trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.. __________________________ Henrry David Quishpe Quishpe.

(3) II. CERTIFICACIÓN. Certifico que el presente trabajo aquí expuesto fue desarrollado por el Sr. Henrry David Quishpe Quishpe, bajo mi supervisión.. _________________________ Ing. Pedro Estrella DIRECTOR DEL PROYECTO.

(4) III. AGRADECIMIENTO. Primero quiero agradecerle a dios, por darme la vida y sabiduría para enfrentar los problemas de cada día, a mis padres, que gracias a su sacrificio, paciencia, perseverancia y sobre todo su amor incondicional, han hecho posible el cumplimiento de mi graduación.. Henrry David Quishpe Quishpe.

(5) IV. DEDICATORIA. Dedico el presente proyecto de titulación el cual representa el cumplimiento de un objetivo y de un sueño en mi vida, por lo cual quiero dedicarlo a mis padres, que me han brindado su apoyo incondicional, a mi hijo y abuelita que me están mirando desde el cielo y que con su amor y ternura me están bendiciendo.. A mi madre, Carmen, por creer en mí, por apoyarme en todas las etapas de mi vida, por darme ánimos para seguir adelante, por su amor incondicional.. A mi padre, Juan, por haberme inculcado valores para ser una persona de bien, por enseñarme a ser perseverante para que siga luchando y alcance mis metas.. A mis hermanas: Margoth y Melany, sobre todo a la mas pequeñita, por ser mi compañía con su inocencia y amor incondicional.. A mi novia, Irma que con su apoyo incondicional me ha dado fuerzas para seguir adelante,. A toda mi familia, por todos los consejos que he recibido de cada uno de ellos. Henrry David Quishpe Quishpe.

(6) V. CONTENIDO. DECLARACIÓN ................................................................................................................................. i CERTIFICACIÓN ...............................................................................................................................ii AGRADECIMIENTO ......................................................................................................................... iii DEDICATORIA................................................................................................................................. iv CONTENIDO ....................................................................................................................................v ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................................ xi ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................................................ xiv RESUMEN ..................................................................................................................................... xv PRESENTACIÓN ............................................................................................................................ xvi CAPÍTULO I..................................................................................................................................... 1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS............................................................................................................. 1 1.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 1 1.2 SISTEMAS ELÉCTRICOS ......................................................................................................... 1 1.2.1 INSTALACIÓN ELÉCTRICA.............................................................................................. 1 1.2.2 CLASIFICACIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS............................................................ 2 1.2.3 CARACTERÍSTICAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA .................................................... 2 1.2.4 PROPIEDADES QUE DEBE CUMPLIR UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA................................ 3 1.2.5 ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA ............................................................. 4 1.2.5.1 Acometida. .......................................................................................................... 4 1.2.5.2 Equipos de medición............................................................................................ 6 1.2.5.3 Interruptor principal. ........................................................................................... 6 1.2.5.4 Tablero principal.................................................................................................. 6 1.2.5.5 Subtableros. ........................................................................................................ 6 1.2.5.6 Alimentadores. .................................................................................................... 7 1.2.5.7 Circuitos ramales. ................................................................................................ 7 1.2.5.8 Canalizaciones eléctricas...................................................................................... 8 1.2.6 SÍMBOLOS ELÉCTRICOS ............................................................................................... 10 1.2.7 PROCEDIMIENTO PARA UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA................................................ 12.

(7) VI 1.2.8 RECOMENDACIONES PARA TENER UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. SEGURA ............ 13. 1.2.8.1 Sistemas de protección contra sobrecorrientes. ................................................ 13 1.2.8.1.1 Interruptores termomagnéticos. .............................................................. 13 1.2.8.1.2 Interruptores diferenciales. ...................................................................... 14 1.2.8.2 Puesta a tierra de la instalación eléctrica. .......................................................... 15 1.2.8.3 Alimentadores. .................................................................................................. 16 1.2.8.3.1 Conductor eléctrico. .................................................................................. 16 1.2.8.3.2 Partes de los conductores......................................................................... 16 1.2.8.3.3 Características de los conductores. ........................................................... 20 1.2.8.3.4 Calibre de los conductores........................................................................ 21 1.2.8.4 Empalmes y uniones. ......................................................................................... 21 1.3 SISTEMAS DE ILUMINACIÓN. ............................................................................................. 22 1.3.1 CONDICIONES DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN. ....................................................... 23 1.3.2 DISEÑO DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN. ................................................................. 23 1.3.2.1 Análisis del proyecto. ......................................................................................... 24 1.3.2.2 Planificación básica. ........................................................................................... 24 1.3.2.2.1 Elección de las fuentes luminosas. ............................................................ 25 1.3.2.2.2 Factores a tener en cuenta para la elección de luminarias. ....................... 25 1.3.2.3 Diseño detallado................................................................................................ 26 1.4 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL. ................................................................. 27 1.4.1 IMPORTANCIA DEL LOS SISTEMAS DE CONTROL.......................................................... 27 1.4.2 CONCEPTO DE SISTEMA DE CONTROL ......................................................................... 27 1.4.3 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE CONTROL ................................................... 30 1.4.3.1 Proceso. ............................................................................................................ 30 1.4.3.2 Variables. .......................................................................................................... 30 1.4.3.3 Instrumentos. .................................................................................................... 31 1.4.3.3.1 Regulador. ................................................................................................ 32 1.4.3.3.2 Transductores y captadores. ..................................................................... 32 1.4.3.3.3 Comparadores. ......................................................................................... 33 1.4.3.3.4 Actuadores. .............................................................................................. 34 1.4.4 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL .......................................................... 35 1.4.4.1 Sistema de control de lazo abierto. .................................................................... 35.

(8) VII 1.4.4.2 Sistema de control de lazo cerrado. .................................................................. 36 1.4.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE EL SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO CONTRA EL SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABERTO ............................................................ 37 1.5 CONTACTOR ELECTROMECÁNICO ...................................................................................... 37 1.5.1 PARTES DEL CONTACTOR ELECTROMECÁNICO ............................................................ 38 1.5.1.1 La carcaza. ......................................................................................................... 38 1.5.1.2 Electroimán. ...................................................................................................... 39 1.5.1.3 Contactos. ......................................................................................................... 42 1.5.2 FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR .......................................................................... 44 1.5.3 SELECCIÓN DE UN CONTACTOR ELECTROMAGNÉTICO ................................................ 45 1.5.4 PASOS PARA LA SELECCIÓN DE UN CONTACTOR ......................................................... 46 1.5.5 APLICACIONES ............................................................................................................ 46 1.6 INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO ................................................................................... 46 1.6.1 FUNCIONAMIENTO ..................................................................................................... 47 1.6.2 TIPOS DE INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS ........................................................ 48 1.7 SENSORES DE MOVIMIENTO .............................................................................................. 49 1.7.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 49 1.7.2 TIPOS DE SENSORES DE MOVIMIENTO ........................................................................ 49 1.7.2.1 Sensor de movimiento de rayos infrarrojos pasivo (PIR)..................................... 49 1.7.2.1.1 Limitación del sensor de rayos infrarrojos (PIR). ....................................... 50 1.7.2.2 Sensor de movimiento de microondas. .............................................................. 51 1.7.2.3 Sensor de movimiento de ultrasónico. ............................................................... 51 1.8 RELÉ ELECTROMAGNÉTICO ................................................................................................ 52 1.8.1 ESTRUCTURA DEL RELÉ ELECTROMAGNÉTICO ............................................................. 53 1.8.1.1 Bobina electromagnética. .................................................................................. 53 1.8.1.2 Armadura. ......................................................................................................... 53 1.8.1.3 Núcleo. .............................................................................................................. 54 1.8.1.4 Contactos. ......................................................................................................... 54 1.8.1.4.1 Contactos normalmente abiertos (NA) ..................................................... 54 1.8.1.4.2 Contactos normalmente cerrados (NC) ..................................................... 55 1.8.2 TIPOS DE RELÉS ELECTROMAGNÉTICOS....................................................................... 55 1.8.2.1 Relé de tipo armadura ....................................................................................... 56.

(9) VIII 1.8.2.2 Relé de núcleo móvil.......................................................................................... 56 1.8.2.3 Relé reed o de lengüeta. .................................................................................... 57 1.8.3 FUNCIONAMENTO DEL RELÉ ELECTROMAGNÉTICO ..................................................... 57 1.8.4 VENTAJAS DEL RELÉ ELTROMAGNÉTICO ...................................................................... 58 1.9 LOGO DE SIEMENS............................................................................................................. 59 1.9.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 59 1.9.2 QUÉ ES LOGO DE SIEMENS .......................................................................................... 59 1.9.3 PARTES DE LOGO SIEMENS ......................................................................................... 60 1.9.4 FUNCIONES BÁSICAS DEL LOGO DE SIEMENS .............................................................. 61 1.9.4.1 Compuerta lógica “OR “ ..................................................................................... 61 1.9.4.2 Compuerta lógica “AND” ................................................................................... 61 1.9.4.3 Compuerta lógica “NOT” ................................................................................... 62 1.9.5 FUNCIONES ESPECIALES DEL LOGO DE SIEMENS. ........................................................ 63 1.9.5.1 Retardo a la desconexión. .................................................................................. 63 1.9.5.2 Retardo a la conexión. ....................................................................................... 64 1.9.5.3 Retardo a la conexión/desconexión. .................................................................. 64 1.9.5.4 Temporizador semanal. ..................................................................................... 65 CAPÍTULO II.................................................................................................................................. 66 DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ....................................................................................... 66 2.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 66 2.2 DISEÑO DE ILUMINACIÓN EN UN PARQUEADERO. SUBTERRANEO .............................. 66. 2.2.1 MÉTODO GENERAL ..................................................................................................... 66 2.2.1.1 Determinación de medidas y características arquitectónicas. ............................ 67 2.2.1.2 Determinación del nivel de iluminación. ............................................................ 67 2.2.1.3 Determinación del sistema de iluminación......................................................... 67 2.2.1.4 Determinación del tipo de luminaria. ................................................................. 70 2.2.1.5 Relación del local (RL). ....................................................................................... 70 2.2.1.6 Determinación del índice del local (IL). .............................................................. 71 2.2.1.7 Determinación de reflexión de techos y paredes. .............................................. 72 2.2.1.8 Determinación del coeficiente de utilización (CU). ............................................. 73 2.2.1.9 Determinación del factor de conservación (FC). ................................................. 73 2.2.1.10 Determinación del número de lámparas. ......................................................... 73.

(10) IX 2.2.1.11 Determinación del número de luminarias. ........................................................ 74 2.2.1.12 Distribución de luminarias. .............................................................................. 74 2.2.2 EJEMPLO DE UN DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN DE UN PARQUEADERO ........ 75 2.2.3 CÁLCULO Y DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ......................................... 83 CAPÍTULO III................................................................................................................................. 86 DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL ........................................................................ 86 3.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 86 3.2 DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL ................................................................................... 86 3.2.1 SELECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL ELECTROMAGNÉTICO. .......................... 86 3.2.2 SELECCIÓN DEL CONTACTOR E INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO. ............................ 87 3.2.3 SELECCIÓN DE LOS RELES ELECTROMECÁNICOS. ......................................................... 88 3.2.4 COMPARACIÓN ENTRE EL RELÉ ELECTROMAGNÉTICO Y UN CONTACTOR .................... 89 3.2.5 SELECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL ............................................................. 89 3.2.6 SELECCIÓN DE LOS SENSORES DE MOVIMIENTO ......................................................... 90 3.2.7 SELECCIÓN DE CANALETAS.......................................................................................... 92 3.2.8 DIAGRAMAS DE FLUJO ................................................................................................ 92 3.2.9 DIAGRAMA DE CONTROL ............................................................................................ 95 3.2.10 DIAGRAMA DE FUERZA ............................................................................................. 95 3.2.11 SOFTWARE A UTILIZARSE .......................................................................................... 95 3.2.11.1 Logo!soft ......................................................................................................... 95 3.2.11.2 Conexión logo! a la PC ..................................................................................... 98 3.2.11.3 Desarrollo del programa de control. ................................................................ 99 3.2.12 ELABORACIOÓN DEL TABLERO DE CONTROL ............................................................100 3.2.13 LISTADO DE LOS ELEMENTOS A UTILIZARSE .............................................................100 CAPÍTULO IV ...............................................................................................................................102 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN TABLERO PARA CONTROLAR LA ILUMINACIÓN EN UN PARQUEADERO SUBTERRÁNEO ...................................................................................................102 4.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................102 4.2 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO Y LA CONSTRUCCIÓN ...............................................102 4.3 PARTES DEL TABLERO DE CONTROL ..................................................................................103 4.4 GABINETE METÁLICO DE CONTROL ..................................................................................104 4.5 SISTEMA ELÉCTRICO DE CONTROL ....................................................................................111.

(11) X 4.5.1 MATERIALES UTILIZADOS PARA EL SISTEMA DE CONTROL..........................................111 4.5.2 MONTAJE DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL Y FUERZA .........................111 4.5.3 CONEXIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL ............................................................112 4.5.3.1 Conexión del módulo lógico programable logo! de siemens. .............................112 4.5.3.2 Conexión de los relés electromagnéticos. .........................................................113 4.5.3.3 Conexión de los sensores de movimiento. ........................................................114 4.5.3.4 Conexión de los contactores. ............................................................................115 4.5.3.5 Conexión de los elementos de mando. .............................................................116 4.6 CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA. ...............................................................................117 4.6.1 PROCESO DE CONSTRUCCIÓN. ...................................................................................117 CAPÍTULO V ................................................................................................................................120 PRUEBAS Y RESULTADOS.............................................................................................................120 5.1 INTRODUCCIÓN. ...............................................................................................................120 5.2 PRUEBAS ..........................................................................................................................120 5.2.1 PRUEBAS DE CABLEADO. ............................................................................................120 5.2.1.1 Prueba de cableado del módulo lógico programable logo! ................................120 5.2.2 PRUEBAS DEL TABLERO DE CONTROL. ........................................................................121 5.2.2.1 Pruebas de alimentación de voltaje. ..................................................................121 5.3 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA. ................................................................121 5.3.1 Pruebas de funcionamiento en modo manual. ...........................................................121 5.3.2 PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO EN MODO AUTOMÁTICO. .........................................122 5.4 RESULTADOS ....................................................................................................................122 5.5 MANUAL DEL USUARIO. ...................................................................................................123 5.5.1 PULSADOR DE EMERGENCIA. .....................................................................................123 5.5.2 SELECTORES ...............................................................................................................124 5.5.3 LUCES PILOTO. ...........................................................................................................124 5.6 MANUAL DE MANTENIMIENTO. .......................................................................................124 5.6.1 MANTENIMIENTO TABLERO DE CONTROL E ILUMINACIÓN. .......................................124 5.7 CONCLUSIONES. ................................................................................................................125 5.8 RECOMENDACIONES ........................................................................................................125 BIBLIOGRAFÍA .........................................................................................................................127 ANEXOS ..................................................................................................................................128.

(12) XI. ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 1.1 Elementos de una instalación .................................................................................. 3 Figura 1.2 Acometida Aérea ...................................................................................................... 5 Figura 1.3 Acometida Subterránea............................................................................................ 5 Figura 1.4 Tubos Conduit ........................................................................................................... 9 Figura 1.5 Ductos ........................................................................................................................ 9 Figura 1.6 Charolas o Canaletas ............................................................................................. 10 Figura 1.7 Interruptores Termomagnéticos ............................................................................ 14 Figura 1.8 Interruptor diferencial.............................................................................................. 14 Figura 1.9 Puesta a Tierra........................................................................................................ 15 Figura 1.10 Componentes de un Conductor Eléctrico ........................................................... 16 Figura 1.11Alma tipo alambre .................................................................................................. 17 Figura 1.12 Conductor con alma tipo alambre ....................................................................... 17 Figura 1.13 Conductor monoconductor................................................................................... 18 Figura 1.14 Conductor multiconductor .................................................................................... 18 Figura 1.15 Clases de empalmes eléctricos ........................................................................... 22 Figura 1.16 Proceso de diseño de iluminación ...................................................................... 23 Figura 1.17 Planta de hidrocarburos ....................................................................................... 28 Figura 1.18 Fábrica de manufactura ....................................................................................... 29 Figura 1.19 Esquema de control.............................................................................................. 29 Figura 1.20 Sistema de control ................................................................................................ 30 Figura 1.21 Sistema de regulación en bucle cerrado ............................................................ 31 Figura 1.22 Termopar o termocupla ........................................................................................ 33 Figura 1.23 Comparador con dos puentes de potenciómetros ............................................. 34 Figura 1.24 Válvula de control ................................................................................................. 35 Figura 1.25 Sistema de control de lazo abierto ...................................................................... 36 Figura 1.26 Sistema de control de lazo cerrado..................................................................... 36 Figura 1.27 Partes internas del contactor ............................................................................... 38 Figura 1.28 Carcasa del contactor .......................................................................................... 39 Figura 1.29 Esquema de un circuito magnético elemental ................................................... 40 Figura 1.30 Electroimán alimentado con corriente continua y resistencia externa ............. 41 Figura 1.31 Espira sombra ....................................................................................................... 42 Figura 1.32 Esquema de contactos fijos y móviles ................................................................ 43 Figura 1.33 Funcionamiento del contactor: a) Posición abierta, b) Posición cerrada ......... 45 Figura 1 34 Símbolo del interruptor termomagnético............................................................. 47 Figura 1.35 Descripción de un interruptor termomagnético unipolar ................................... 48 Figura 1.36 Distribución de rayos infrarrojos .......................................................................... 50.

(13) XII Figura 1.37 Zona de detección del sensor PIR ...................................................................... 51 Figura 1.38 Funcionamiento básico del sensor ultrasónico .................................................. 52 Figura 1.39 Partes componentes del relé electromagnético ................................................. 55 Figura 1.40 Relé tipo armadura ............................................................................................... 56 Figura 1.41 Relé núcleo móvil ................................................................................................. 57 Figura 1.42 Relé tipo reed o lengüeta ..................................................................................... 57 Figura 1.43 Funcionamiento del relé electromagnético......................................................... 58 Figura 1.44 Partes componentes LOGO de SIEMENS ......................................................... 60 Figura 1.45 Símbolo y tabla de verdad de la función lógica OR ........................................... 61 Figura 1.46 Símbolo y tabla de verdad de la función lógica AND ........................................ 62 Figura 1.47 Símbolo y tabla de verdad de la función lógica NOT ........................................ 62 Figura 1.48 Temporizador con retardo a la desconexión ...................................................... 63 Figura 1.49 Temporizador con retardo a la conexión ............................................................ 64 Figura 1.50 Temporizador con retardo a la conexión/desconexión...................................... 65 Figura 1.51 Temporizador semanal......................................................................................... 65 Figura 2.1 Ejemplos de distribución de luminarias................................................................. 67 Figura 2.2 Iluminación directa .................................................................................................. 68 Figura 2.3 Iluminación semi-directa......................................................................................... 68 Figura 2.4 Iluminación indirecta ............................................................................................... 69 Figura 2.5 Iluminación semi-indirecta...................................................................................... 69 Figura 2.6 Iluminación difusa ................................................................................................... 70 Figura 2.7 Parámetros para determinar la relación del local ................................................ 71 Figura 2.8 Distribución de luminarias ...................................................................................... 74 Figura 2.9 Distancias en luminarias ........................................................................................ 75 Figura 2.10 Distribución para el cálculo de luminarias .......................................................... 81 Figura 2.11 Distribución de luminarias .................................................................................... 82 Figura 3.1 Pulsadores, selectores ........................................................................................... 90 Figura 3.2 Detector de movimiento infrarrojo ......................................................................... 91 Figura 3.3 Detector de movimiento infrarrojo ......................................................................... 92 Figura 3.4 Canaleta ranurada .................................................................................................. 92 Figura 3.5 Diagrama de flujo opción manual .......................................................................... 93 Figura 3.6 Diagrama de flujo opción automático .................................................................... 94 Figura 3.7 Generación del programa ...................................................................................... 96 Figura 3.8 Barra de herramientas “Estándar” ......................................................................... 97 Figura 3.9 Barra de herramientas “Herramientas” ................................................................. 97 Figura 3.10 Barra de herramientas “Simulación” ................................................................... 97 Figura 3.11 Barra de estado .................................................................................................... 98 Figura 3.12 Interfaz del LOGO! En proceso de carga y descarga ....................................... 99 Figura 3.13 Programa de control ............................................................................................. 99 Figura 4.1 Gabinete metálico con doble fondo ......................................................................104 Figura 4.2 Gabinete metálico con sus perforaciones ...........................................................106 Figura 4.3 Colocación del indicador .......................................................................................106.

(14) XIII Figura 4.4 a) Despiece del selector de tres posiciones, b) colocación del selector de tres posiciones .................................................................................................................................107 Figura 4.5 Panel de control .....................................................................................................107 Figura 4.6 Perforaciones del doble fondo del gabinete metálico .........................................108 Figura 4.7 Riel din colocado en el doble fondo del gabinete metálico ................................109 Figura 4.8 Distribución de las canaletas ranuradas y colocación cinta doble faz ..............110 Figura 4.9 Distribución de los elementos de control y fuerza ..............................................112 Figura 4.10 Conexiones entradas y salidas Logo de Siemens ............................................112 Figura 4.11 Distribución de pines del relé electromagnético ...............................................114 Figura 4.12 Diagrama de conexión del sensor de movimiento ............................................115 Figura 4.14 Selectores de dos y tres posiciones...................................................................116 Figura 4.15 Pulsador de emergencia .....................................................................................117 Figura 4.16 Estructura metálica ..............................................................................................119 Figura 5.1 Panel de control .....................................................................................................123.

(15) XIV. ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Símbolos eléctricos .................................................................................................. 10 Tabla 1.2 Tipos de luminarias y su ambiente a iluminar ....................................................... 25 Tabla 1.3 Factores para la elección de una fuente luminosa. .............................................. 26 Tabla 1.4 Valores estándares para voltajes de bobina.......................................................... 40 Tabla 1.5 Simbología de elementos del contactor ................................................................. 44 Tabla 1.6 Tabla de categoría de servicio ................................................................................ 46 Tabla 1.7 Tipos de interruptores termomagnéticos y aplicaciones. ..................................... 48 Tabla 2.1 Índice del local .......................................................................................................... 72 Tabla 2.2 Coeficientes de reflexión techo, paredes y suelo.................................................. 72 Tabla 2.3 Factor de mantenimiento ......................................................................................... 73 Tabla 3.1 Listado de elementos..............................................................................................100 Tabla 4.1 Máquinas y herramientas utilizadas ......................................................................103 Tabla 4.2 Proceso de perforación ..........................................................................................105 Tabla 4.3 Plan de perforaciones del doble fondo..................................................................108 Tabla 4.4 Plan de corte riel din ...............................................................................................109 Tabla 4.5 Plan de corte de las canaletas ranuradas.............................................................110 Tabla 4 6 Proceso de construcción de la estructura metálica. ............................................117.

(16) XV. RESUMEN Este proyecto se desarrolla con la finalidad de diseñar y construir un tablero práctico para controlar de forma manual y automática para el encendido de un parqueadero. Para la construcción del sistema de control del tablero se realizó un análisis de los elementos necesarios para automatizar el funcionamiento de las luminarias, con la finalidad de disminuir el gasto innecesario de energía eléctrica. Así como también en el manejo de circuitos de luminarias sin tener que preocuparse por la carga la cual va a manejarse debido a que el encendido estará a cargo de contactores debidamente dimensionados. El sistema de control consiste fundamentalmente en la utilización de un módulo lógico programable LOGO!, el cual es el encargado del funcionamiento del sistema de iluminación cuando esté en modo automático, en conjunto con los sensores de movimiento. El programa de control utilizado en el modulo lógico programable, cuenta con temporizadores el cual permitirá el encendido de luminarias por un cierto tiempo, cuenta también con un temporizador semanal el cual está divido por levas, permitiendo una configuración de horas de trabajo de acuerdo al día de la semana. Con esto se logra el encendido del sistema así como también el apagado de forma automática sin tener que preocuparse por aquello..

(17) XVI. PRESENTACIÓN. Para realizar el presente proyecto se lo dividió en cinco capítulos de acuerdo a las necesidades que exigía el mismo de la siguiente manera: CAPÍTULO I: se representa una descripción así como también el funcionamiento, características, de los sistemas los cuales se utilizarán en el diseño del proyecto. CAPÍTULO II: se describe el método más adecuado para diseñar el sistema de iluminación para parqueaderos. CAPÍTULO III: se dimensiona el sistema de control el cual va hacer utilizado en el presente proyecto, así como también se representa el desarrollo del programa de control. CAPÍTULO IV: comprende la construcción e instalación mecánica y eléctrica y de control del tablero práctico, detallando el proceso de construcción de cada parte constructiva del proyecto. CAPÍTULO V, Se menciona las pruebas realizadas al sistema de control, se representa el manual del usuario para la correcta operación del sistema, un manual de mantenimiento del sistema mencionando las conclusiones y recomendaciones..

(18) 1. CAPÍTULO I FUNDAMENTOS TEÓRICOS. 1.1 INTRODUCCIÓN La energía eléctrica es sinónimo de desarrollo y producción ya que se trata del recurso más importante para la producción de un país, por lo que es necesario evitar el gasto innecesario de los recursos energéticos. Este gasto no solo se refleja en el bolsillo, el verdadero problema está en nuestro medio ambiente. Por lo que es necesario reducir el consumo de energía eléctrica, a través de sistemas de control de iluminación, combinando con equipos tecnológicos disponibles en el mercado. El encendido de luminarias en parqueaderos puede llegar a ser trabajoso, debido a la gran cantidad de circuitos de luminarias existentes. Así como también el gasto innecesario de energía eléctrica, con el diseño de un sistema de control adecuado se reducirá el consumo de energía.. 1.2 SISTEMAS ELÉCTRICOS. 1.2.1 INSTALACIÓN ELÉCTRICA El sistema eléctrico es una serie de elementos eléctricos o electrónicos, que tiene como finalidad llevar la energía. desde el punto de alimentación o fuente de. energía, hasta los elementos o equipos que requieren de este tipo de energía para su funcionamiento..

(19) 2. 1.2.2 CLASIFICACIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS. Según el uso o empleo que se haga de la energía eléctrica las instalaciones eléctricas se clasifican en los siguientes grupos: a) Instalación residencial Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en viviendas unifamiliares o multifamiliares. b) Instalación comercial Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en oficinas y locales de venta de bienes y servicios. c) Instalación industrial Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en procesos de manufactura y conservación de alimentos o materiales.. 1.2.3 CARACTERÍSTICAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. •. Toda instalación eléctrica está formada por una fuente de energía (tomacorriente), conductores (cables), y un receptor que transforma la electricidad en otro tipo de energía por ejemplo: energía lumínica, energía mecánica, energía calorífica, etc.. •. Para que se produzca la transformación, es necesario que circule corriente por el circuito.. •. Este debe estar compuesto por elementos conductores, conectados a una fuente de tensión o voltaje y cerrado.. •. Los dispositivos que permiten abrir o cerrar circuitos se llaman interruptores..

(20) 3. Figura 1.1 1. Elementos de una instalación. 1.2.4 PROPIEDADES QUE DEBE CUMPLIR CUMPLIR UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. Existen una serie de propiedades que debe poseer una instalación eléctrica cualquiera, estas son:. •. Seguridad:: Un sistema eléctrico, debe proporcionar seguridad, y una salvaguarda real a las personas y propiedades de los peligros que implica el uso de la electricidad. electricidad. •. Economía: Se refiere a realizar un balance técnico y de seguridad que permita realizar una inversión que posea el menos costo inicial.. •. Previsión a futuro: Esto se refiere a que los sistemas eléctricos deben tener un diseño el cual absorba las ampliaciones a futuro futuro.. •. Simplicidad: Se refiere a que el sistema debe tener un diseño lo más simple y con la mayor cantidad de ventajas que se pueda tener.. •. Flexibilidad:: Esto se refiere a que el sistema pueda sin mayor dificultad aceptar modificaciones, como por ejemplo reubicación de cargas..

(21) 4. •. Confiabilidad: Se refiere a que el sistema se relaciona con la idea de que la probabilidad que dicho equipo o sistema permanezca en funcionamiento por un número de horas (años) sin fallas.. •. Facilidad de mantenimiento: Esto implica que el sistema eléctrico en todo momento sea fácilmente accesible, para realizar tareas de mantenimiento.. 1.2.5 ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. La instalación eléctrica está constituida por una serie de elementos los cuales interactúan para llevar a cabo el transporte de la energía eléctrica desde el punto de suministro hasta las cargas. Existen elementos comunes en las diferentes instalaciones eléctricas, ya sean residenciales, comerciales e industriales. Los elementos básicos de una instalación eléctrica son: •. Acometida.. •. Equipos de medición.. •. Interruptor principal.. •. Tablero principal.. •. Subtableros.. •. Alimentadores.. •. Circuitos ramales.. •. Canalizaciones eléctricas.. 1.2.5.1 Acometida.. La acometida es la derivación desde la red de distribución de la empresa suministradora hacia la instalación eléctrica. Hay dos tipos de acometidas que son:.

(22) 5. a) Acometida aérea.. Se compone de los conductores que van desde el último poste u otro poste aéreo, hasta el punto donde estos conductores entren a la canalización de la edificación. Un ejemplo de acometida aérea se visualiza en la figura 1.2. Figura 1.2 Acometida aérea. b) acometida subterránea.. Cuando la entrada de cables del suministrador se da por debajo de la construcción, desde un registro o pozo de visita de la red de suministro. Un ejemplo de acometida subterránea se visualiza en la figura 1.3.. Figura 1.3 Acometida subterránea.

(23) 6. 1.2.5.2 Equipos de medición.. Por equipo de medición se entiende aquel, propiedad de la compañía suministradora, que se coloca en la acometida de cualquier usuario con el propósito de cuantificar el consumo de energía eléctrica de acuerdo con las condiciones del contrato de compraventa.. 1.2.5.3 Interruptor principal.. Un interruptor debe ser interpretado en su forma más sencilla, como un dispositivo diseñado para abrir o cerrar un circuito por medios no automáticos y que puede actuar de forma automática en condiciones de operación anormal del circuito. Este interruptor va colocado entre la acometida (después del instrumento de medición) y el resto de la instalación.. 1.2.5.4 Tablero principal.. En toda instalación eléctrica han de existir, uno o varios tableros principales, punto central de la instalación, el cual tienen tres funciones: •. Distribuir la energía eléctrica a varios circuitos ramales.. •. Proteger cada circuito ramal de fallas (cortocircuitos o sobre corrientes).. 1.2.5.5 Subtableros.. En aquellas instalaciones eléctricas de una extensión considerable, es como utilizar varios tableros como apoyo al tablero principal, cumplimiento las mismas funciones de distribución, maniobra y protección de los circuitos..

(24) 7. Estos tableros suelen estar ubicados a una distancia equilibrada de cada una de las cargas que sirven (centro de cargas o área de distribución).. 1.2.5.6 Alimentadores.. Los alimentadores son aquellos que proporcionan toda la energía eléctrica a la instalación, también son aquellos que soportan toda la carga y a partir de ellos se distribuyen ramales o llamados “circuitos ramales” Los conductores de los alimentadores deben tener capacidad de conducción de corriente no menor que la necesaria para suministrar energía a todos los equipos que alimenta y que en cualquier momento pudieran estar en operación simultánea.. 1.2.5.7 Circuitos ramales.. Los circuitos ramales están constituidos por conductores que parten de los tableros de distribución y transportan la energía hasta los puntos de alimentación. Los circuitos ramales pueden ser compartidos o individuales, es decir, exclusivos para una carga. la norma NTC 2050 (210-52) determina que se deben conformar circuitos ramales de la siguiente manera: •. 15 a 20 Amperios salidas generales (tomas, luminarias).. •. 30 Amperios para alumbrado especial (reflectores de sodio, mercurio, alógenos, etc.).. •. 40 o 50 Amperios para tomas especiales (estufa, calentadores de agua, etc.)..

(25) 8. Los circuitos ramales se clasifican de la siguiente manera: •. Circuito ramal de uso general: Este es el encargado de alimentar a los sistemas de alumbrado y equipos de uso general. •. Circuito ramal especial de conexión de equipos: Este circuito es el encargado de alimentar a una o más salidas a las que se pueden conectar los equipos, como sugerencia estos circuitos no deben alimentar a elementos de iluminación conectados permanentemente.. •. Circuito ramal individual: Este circuito ramal tiene un solo objetivo y es de alimentar un solo equipo de utilización.. 1.2.5.8 Canalizaciones eléctricas.. Las canalizaciones eléctricas son dispositivos los cuales se emplean en las instalaciones eléctricas para contener y conducir a los conductores eléctricos de manera que queden protegidos contra el deterioro mecánico y contaminación, y además protejan a las instalaciones contra incendios por arcos eléctricos que se presenten en condiciones de cortocircuito. Las canalizaciones más comunes en las instalaciones eléctricas son:. a) Tubos conduit.. Los tubos conduit son usados para contener y proteger los conductores eléctricos en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. En la figura 1.4 se observa los tubos conduit..

(26) 9. Figura 1.4 Tubos conduit. b) Ductos.. Estos son otros medios para la canalización de conductores eléctricos. Se usan solamente en las instalaciones eléctricas visibles ya que no pueden montarse embutidos en pared, ni dentro de lazos de concreto. Los ductos se fabrican en lámina de acero acanalada de sección cuadrada o rectangular. Las tapas se montan atornilladas. Su aplicación más común se encuentra en instalaciones industriales y laboratorios. En la figura 1.5 se observa un ejemplo de ductos.. Figura 1.5 Ductos. c) Charolas.. En el uso de charolas se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos con algunas limitantes propias de los lugares en los que se hace la instalación. En la figura 1.6 se observa un ejemplo de charola o canaleta.

(27) 10. Figura 1.6 Charolas o canaletas. 1.2.6 SÍMBOLOS ELÉCTRICOS En la tabla 1.1 se detalla los principales símbolos eléctricos, los cuales se utiliza para realizar los diagramas de control o fuerza.. Tabla 1.1 Símbolos eléctricos SÍMBOLO. CONCEPTO. Es un conjunto de cables generalmente recubierto de un material aislante o protector. Es una medida de la oposición que un material presenta a ser atravesado por un flujo de energía calórica o térmica Es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje). Es un dispositivo eléctrico que produce luz mediante el calentamiento de un filamento metálico..

(28) 11. Es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito.. Es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Es un instrumento que sirve para medir la potencia de amperios eléctricos que está circulando por un Circuito eléctrico. Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio. La pila contiene un polo positivo o ánodo y el otro es el polo negativo o cátodo. Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en los polos. Es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor..

(29) 12. Almacena energía eléctrica usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi a su totalidad. Es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Es la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica.. Está diseñado con el objetivo de proteger aparatos Regulador de Tensión. eléctricos y electrónicos.. 1.2.7 PROCEDIMIENTO PARA UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. Para realizar una instalación eléctrica adecuada se debe considerar los siguientes aspectos: •. Considerar la carga eléctrica.. •. Calcular el número de circuitos secundarios por tipo.. •. Realizar el la codificación de colores en los cables.. •. Calcular el calibre de los conductores.. •. Fijar el número y tipo de tableros de distribución.. •. Fijar el calibre y distancia de la acometida.. •. Selección de la forma de la acometida. •. Ubicación de la base del contador de energía.. •. Elaboración del un diagrama unifilar.. •. Elaboración de los planos de la planta..

(30) 13. 1.2.8 RECOMENDACIONES PARA TENER UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA SEGURA. Una instalación eléctrica segura y confiable, es aquella la cual reduce al mínimo la probabilidad de ocurrencia de accidentes que pongan en riesgo la vida y la salud de los usuarios, así como también reduciendo la probabilidad de fallos en los equipos eléctricos. La confiabilidad de una instalación eléctrica está dada por los siguientes parámetros: •. Un buen diseño.. •. El uso de mano de obra calificada.. •. El uso de materiales adecuados y de calidad garantizada.. 1.2.8.1 Sistemas de protección contra sobrecorrientes.. Los interruptores de protección permiten que, en caso de que se presente el riesgo eléctrico para la instalación, se suprima automáticamente el suministro de energía eléctrica. Para la protección de la instalación eléctrica y personas tenemos las siguientes protecciones:. 1.2.8.1.1 Interruptores termomagnéticos.. Estos actúan en el caso de sobrecorriente, que puede ocurrir por sobrecarga o por cortocircuito. La sobrecarga es el incremento de corriente la cual está sobre la corriente nominal del circuito, mientras que el cortocircuito es el incremento de corriente producida por la unión fortuita de dos líneas eléctricas sin aislación, entre las que existe una diferencia de potencial eléctrico (fase-neutro, fase-fase). En estos casos la corriente se incrementa hasta seis veces la corriente nominal. Este aumento de corriente en el conductor se traduce en la elevación de la.

(31) 14. temperatura, momento en el cual los interruptores “Abren” el circuito evitando daños mayores. En la figura 1.7 se observa ejemplos.. Figura 1.7 Interruptores termomagnéticos. 1.2.8.1.2 Interruptores diferenciales.. Los interruptores diferenciales son aquellos que “abren” el circuito al presentarse una corriente de fuga a tierra en alguna parte el circuito interior. Esta fuga de corriente eléctrica hacia tierra puede deberse a un aislamiento deteriorado y puede producirse a través de alguna persona generándose un riesgo de muerte por electrocución. Un ejemplo de conexión se muestra en la figura 1.8.. Figura 1.8 Interruptor diferencial.

(32) 15. 1.2.8.2 Puesta uesta a tierra de la instalación eléctrica.. La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo mediante una toma a tierra con un electrodo o grupo de electrodos enterrados ados en el suelo. Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo iesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. En la figura 1.9 se muestra un ejemplo de puesta a tierra. Figura 1.9 Puesta a Tierra.

(33) 16. 1.2.8.3 Alimentadores.. Los cables eléctricos que salen del tablero y se dirigen a los tomacorrientes, luminarias y las cargas fuertes deben ser correctamente dimensionados con el fin de resistir, no solo la carga eléctrica actual sino también la carga eléctrica que en un futuro, a lo largo de la vida útil de la instalación, se vaya a instalar.. 1.2.8.3.1 Conductor eléctrico.. La función básica de un cable consiste en trasportar energía eléctrica en forma segura y confiable desde la fuente de potencia a las diferentes cargas.. 1.2.8.3.2 Partes de los conductores.. En la figura 1.10 se observa sus partes componentes. Figura 1.10 Componentes de un Conductor Eléctrico. Los conductores están constituidos de la siguiente manera:. a) El alma o elemento conductor.. El alma o elemento conductor se fabrica en cobre y el objetivo de este, es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a los centros de.

(34) 17. distribución (subestación, redes y empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (industriales, grupos habitacionales, etc.). De la forma de cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos, los cuales los los describimos de la siguiente manera: Por su constitución: Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un. solo elemento o hilo conductor. Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores. En la figura 1.11 se observa un conductor con alma tipo alambre.. Figura 1.11 Alma tipo alambre. Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una. serie de hilos conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad. En la figura 1.12 se muestra un conductor con alma tipo cable. Figura 1.12 Conductor con alma tipo alambre.

(35) 18. Según el número de conductores: Monoconductor:. En. la. figura. 1.13. se. muestra. un. conductor. monoconductor el cual tiene una sola alma conductora, con aislante y puede ser con o sin una cubierta protectora.. Figura 1.13 Conductor monoconductor. Multiconductor: En la figura 1.14 se observa un conductor multiconductor. el cual está conformado por dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes.. Figura 1.14 Conductor multiconductor.

(36) 19. b) El aislamiento.. El aislamiento de un conductor evita que la energía eléctrica que circula por él, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean éstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Del mismo modo, el aislamiento debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sí. Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias poliméricas, que en química se definen como un material o cuerpo químico formado por la unión de muchas moléculas idénticas, para formar una nueva molécula más gruesa. Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Luego la tecnología los cambió por aislantes artificiales actuales de uso común en la fabricación de conductores eléctricos. Los diferentes tipos de aislamiento de los conductores dados por su comportamiento técnico y mecánico, considerando el medio ambiente y las condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellos protegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, etc. Entre los materiales usados para el aislamiento de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el caucho, la goma y el nylon.. c) Las cubiertas protectoras.. El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislación y del alma conductora contra daños mecánicos, tales como raspaduras, golpes, etc..

(37) 20. Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a ésta se le denomina «armadura» La «armadura» puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados. Los conductores también pueden estar dotados de una protección de tipo eléctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso que la protección, en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina «pantalla» o «blindaje». 1.2.8.3.3 Características de los conductores.. Los conductores deben cumplir con las siguientes características: a) Rigidez dieléctrica:. La rigidez dieléctrica es el número de voltios requerido para perforar el material. b) Constante dieléctrica (SIC):. Capacidad inductiva específica: relación entre la capacidad de un condensador cuyo dieléctrico sea el aislamiento y la capacidad del mismo condensador con aire como dieléctrico. c) Factor de potencia:. Relación que existe entre la potencia activa y la potencia reactiva disipada en el dieléctrico. d) Resistencia de aislamiento:. Resistencia medida entre el conductor y un electrodo que se encuentre envolviendo la superficie exterior del aislamiento..

(38) 21. 1.2.8.3.4 Calibre de los conductores.. La selección del calibre o tamaño de conductor requerido para una aplicación, se determina mediante: •. Corriente requerida por la carga.. •. Caída de tensión admisible.. •. Corrientes de cortocircuito.. En el anexo 1 se detallan los calibres de los conductores eléctricos con su respectiva capacidad de conducción (amperios).. 1.2.8.4 Empalmes y uniones.. En toda conexión y unión que se realice en una instalación eléctrica se debe asegurar la calidad de la misma. Los empalmes y uniones deben realizarse garantizando una unión perfecta entre los cables. Para lograr esto, es importante tener en cuenta la calidad de los elementos usados en esta operación, incluyendo las cintas aislantes usadas sobre la unión. Las conexiones y empalmes deben usarse para la conexión de los cables con los equipos de protección del Tablero General y para las derivaciones de los conductores en la conexión, tanto a los tomacorrientes como a las luminarias. En cambio, no deben usarse conexiones y empalmes con el fin de unir tramos de cables de longitudes pequeñas, porque de esta manera se introducen posibles puntos de falso contacto entre conductores, que ocasionan sobre calentamiento, deterioro del aislamiento y posibles cortos circuitos. En la figura 1.15 se visualiza los tipos de empalmes utilizados en una instalación eléctrica.

(39) 22. Figura 1.15 Clases de empalmes eléctricos1. 1.3 SISTEMAS DE ILUMINACIÓN.. En la actualidad los parqueaderos son lugares importantes en las ciudades con un gran crecimiento vehicular, la importancia de tener un. sistema eléctrico de. iluminación en los parqueaderos subterráneos es primordial, por ende crear un campo de visión adecuado que permita la interacción visual entre el usuario y el entorno ayudando en la estética y ambientación. El sistema de iluminación debe poseer características de visualización óptimas, esto se determina con la cantidad y tipo de iluminación que proporcione el máximo rendimiento visual y cumpla con las exigencias de seguridad y comodidad. 1. http://ricardooi.blogspot.com/2013/03/amarres-electricos.html.

(40) 23. 1.3.1 CONDICIONES DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN.. Un sistema de iluminación es el encargado de brindar un entorno visual y asegurar la relación más eficiente de la tarea visual, las características que debe cumplir un sistema de iluminación son las siguientes: •. Entorno visual.- Para lograr un entorno visual adecuado en todo el entorno debemos considerar algunas condiciones como: el sistema de iluminación provea las condiciones adecuadas de luz, la distribución de luminarias y la iluminación sea eficiente.. •. Eficiencia de la tarea visual.- La eficiencia de la tarea visual, se logra proveyendo una correcta relación entre la luminancia y el entrono, además un nivel de iluminación adecuado sobre los objetos a observar.. •. Dificultad de una tarea visual.- La dificultad de una tarea visual está determinada por el tipo de objeto (tamaño, detalles). Por la velocidad de movimiento de los objetos.. 1.3.2 DISEÑO DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN.. Para el diseño de un sistema de iluminación establecer un procedimiento sistemático es complejo debido a que cualquier proyecto puede tener diferentes puntos de abordaje, los cuales los observamos en la figura 1.16.. ANALISIS EL. PLANIFICACIÓN. DISEÑO. PROYECTO. BÁSICA. DETALLADO. Figura 1.16 Proceso de diseño de iluminación.

(41) 24. 1.3.2.1 Análisis del proyecto.. El análisis del proyecto está dirigido a la reunión de datos que permitan determinar las exigencias visuales, emocionales, de iluminación para establecer alcances y limitaciones del trabajo, identificar claramente el alcance es primordial para el éxito de cualquier proyecto.. 1.3.2.2 Planificación básica.. Una vez identificado claramente el alcance, y analizada la información, es posible establecer un perfil de las características que se debe tener en la instalación para satisfacer las distintas demandas que el trabajo plantea. Lo que se busca es desarrollar las ideas básicas del diseño sin llegar a precisar todavía ningún aspecto específico como seria la selección de luminarias. •. Flujo luminoso.- es la cantidad de luz recibida por una superficie, sus unidades son los lúmenes.. •. Luminancia (E) de una superficie.- Relación entre el flujo luminoso que recibe una superficie y su extensión, su unidad es el Lux.. •. Luminancia (L) de una superficie en una dirección determinada.- Relación entre la intensidad luminosa en dicha dirección y la superficie aparente, la luminancia puede interpretarse como la sensación de claridad, a la luminancia (L) se la mide mediante el nitómetro.. En este punto se define el sistema de alumbrado, las características de las fuentes luminosas, la factibilidad para el uso del alumbrado natural y, eventualmente, la estrategia para su integración con la iluminación artificial. La elección del sistema de alumbrado que cumpla con las características más importantes de cada tipo de alumbrado se muestra en el anexo 2..

(42) 25. 1.3.2.2.1 Elección de las fuentes luminosas.. Para elección de fuentes luminosas se debe considerar una serie de aspectos de acuerdo a la demanda del o los proyectos, tabla 1.2. Tabla 1.2 Tipos de luminarias y su ambiente a iluminar. 1.3.2.2.2 Factores a tener en cuenta para la elección de luminarias.. Para la elección de una fuente luminosa, se debe tener en cuenta las características propias de cada una, con esto se logra el aprovechamiento máximo.

(43) 26. de una fuente luminosa, en la tabla 1.3 se detalla los factores los cuales se deben tener en cuenta en la elección de una fuente luminosa. Tabla 1.3 Factores para la elección de una fuente luminosa.. 1.3.2.3 Diseño detallado.. En el diseño detallado se comienza a resolver los aspectos específicos del proyecto los cuales se pueden mencionar los siguientes: la selección de luminarias, el diseño geométrico, sistema de montaje, los sistemas de alimentación y seguridad. Además en esta etapa se realiza la documentación técnica (planos, memorias descriptivas, etc.), un programa de mantenimiento..

(44) 27. 1.4 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL.. 1.4.1 IMPORTANCIA DEL LOS SISTEMAS DE CONTROL. Los controles automáticos tienen una intervención cada vez más importante en la vida diaria, desde los simples controles que hacen funcionar un tostador automático hasta los complicados sistemas de control de los procesos de manufactura e industriales modernos. Por ejemplo el control automático resulta esencial en operaciones industriales como el control de presión, temperatura, humedad,. viscosidad y flujo en las. industrias de procesos, maquinado manejo y armado de piezas mecánicas en las industrias de fabricación, entre muchas otras. En la actualidad en las modernas fábricas e instalaciones industriales, se hace cada día más necesario de disponer de sistemas de control o de mando, que permitan mejorar y optimizar una gran cantidad de procesos, en donde la sola presencia del hombre es insuficiente para gobernarlos. En todos los sistemas de control se usan con frecuencia componentes de distintos tipos, por ejemplo, componentes mecánicos, eléctricos, hidráulicos, neumáticos y combinaciones de estos.. 1.4.2 CONCEPTO DE SISTEMA DE CONTROL. El sistema control se lo puede definir como el conjunto de componentes o equipos que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema, con el fin de lograr un funcionamiento determinado para reducir las probabilidades de fallos y obtener óptimos resultados. Para el estudio de los sistemas de control, se deben definir los siguientes términos:.

(45) 28. a) Planta.. Se designará como planta al conjunto de equipos o elementos de máquinas que actúan juntos con el propósito de realizar una operación en particular. Ejemplo: Horno de calentamiento, reactor químico, etc. En la figura 1.17 se observa un ejemplo de planta.. Figura 1.17 Planta de hidrocarburos. b) Proceso.. Se definirá como una operación o conjuntos de pasos con una secuencia determinada, que producen una serie de cambios graduales que llevan de un estado a otro, y que tienden a un determinado resultado final. En la figura 1.18 se muestra un ejemplo de un proceso de una planta de manufactura..

(46) 29. Figura 1. 1.18 Fábrica de manufactura. c) Control. Como se observa en la figura 1.19 1.19, esta es una estrategia que verifica lo que ocurre (realidad) con respecto a lo que debería ocurrir (objetivo) y de no existir concordancia se toman acciones para corregir la diferencia (acción).. Figura 1.19 Esquema de control.

(47) 30. d) Sistema. Conjunto de elementos y reglas que organizados e interrelacionados entre sí, contribuyen a generar un resultado. Poseen características propias que los definen, que pueden ser constantes (parámetros del sistema) y cambiantes en el tiempo (variables del sistema) las cuales permiten determinar su comportamiento. En la figura 1.20 se observa un ejemplo de sistema de control.. Figura 1.20 Sistema de control. 1.4.3 .3 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE CONTROL. 1.4.3.1 Proceso.. Es el objeto o elemento a regular, regu es decir donde se realizarán los os cambios.. 1.4.3.2 Variables. •. Variable controlada controlada.- Variable a mantener dentro de ciertas condiciones.. •. Variable manipulada.manipulada. variable modificada intencionalmente para influir en la variable controlada..

(48) 31. •. Valor deseado.- valor de referencia al cual se quiere llevar la variable controlada.. •. Variable de perturbación.- variable que produce desviación entre la variable controlada y el valor deseado.. 1.4.3.3 Instrumentos.. En la figura 1.21 se visualiza los instrumentos los cuales está compuesto un sistema de control en este caso sistema de regulación en bucle cerrado.. Figura 1.21 Sistema de regulación en bucle cerrado. Los instrumentos que componen un sistema de control son: •. Regulador.. •. Transductor o captador.. •. Comparador o detector de error.. •. Accionador o actuador..